无锥度轴套零件注射成型模具杰作

烟台大学塑料模具课程设计说明书设计题目无锥度轴套零件注射成型模具设计化院（系）高分子材料与工程专业班级化084-3学号_200821507339设计人庄绪杰指导教师苏红军完成日期2011年7月15日2目录摘要.......................................................................................................................................3设计流程简介.......................................................................................................................31塑料的工艺性能................................................................................................................42实物三维图........................................................................................................................53行腔数目............................................................................................................................64分型面位置的确定............................................................................................................75注射机型号的确定............................................................................................................86浇注系统的设计................................................................................................................97成型零件的设计..............................................................................................................118模架的初选......................................................................................................................139冷却系统的设计..............................................................................................................1410导向机构的设计............................................................................................................1711拉料杆的设计................................................................................................................1812推管的设计....................................................................................................................1914排气系统的设计............................................................................................................20参考文献.............................................................................................................................213无锥度轴套零件注射成型模具设计摘要：本文是基于SolidWorks进行塑料模具设计。使用SloidWorks软件设计出塑料三维实体，然后，将凹凸模板转换到AutoCAD中生成二维图，并进行尺寸标注。再通过考虑其他因素选择注射机和设计导出柱等其他零件，最终设计出一副完整的塑料注射模具。主要进行的设计过程包括：塑料制品原料的选择、分型面的设计、浇注系统、冷却系统、推出系统等。关键词：SolidWorksPA66分型面脱模机构模具冷却系统标注模架设计流程简介通过明确制品的几何形状和使用要求；计算出制品的使用要求；计算制品的体积，重量及确定成型总方案明确注射成型的型号和规格；检查制品的的工艺性，以确定制品的各个细小部分均符合注射成型的工艺条件。确定以上参数后其设计流程为：塑料制品性能；使用用途；体积、质量装配定位系统型腔数目型腔分布分型面数目脱模结构主流道、分流道浇口冷却系统顶出系统4塑料注射成型的介绍及设计方法：受热融化的原料由高压射入模腔，经冷却固化后得到成型产品的方法。1塑料的工艺性能塑料在常温下是玻璃态，若加热则变为高弹态，进而变为粘流态，从而使其具有优良的可塑性。通过分析选择和比较，最终选择的原料为PA66。其性能如下：材料性质1.1PA66的热性质：(1)熔点(Tm)熔点即结晶熔解时的温度，对结晶性高分子尼龙-66，显示清晰的熔点，根据采用的测试方法，熔点在259~267℃的范围内波动。(2)玻璃化温度(Tg)高分子的比容和比热容等温度特性值在某一温度可出现不规则的变化，这一温度就是玻璃化转变温度，是分子链的链段克服分子间力开始运动的温度。在这一温度附近，模量、振动频率、介电常数等也开始发生变化。尼龙-66的玻璃化温度，与测试方法、试样中的水分含量、单体浓度、结晶度等因素有关。Wilhoit和Dole等从比热容的温度变化分析，认为尼龙-66的玻璃化温度为47℃。(3)马丁耐热(℃)约为50-601.2尼龙66的结晶和结晶度：(1)尼龙66有一定的结晶度，这同时也提高了它的力学性能，使其强度增加。(2)球晶熔融状态的尼龙-66缓慢冷却时，在235~245℃急剧生成球晶。球晶不仅包含于结晶部分，也包含于非结晶部分，结晶度为20%~40%。球晶有在径向上优先取向的正球晶及在切线方向上优先取向的负球晶[]。尼龙-66球晶通常为正球晶，但在250~265℃下加热熔融结晶时可以生成负球晶[,]。球晶生成速度和球晶大小，除显著地受冷却温度的影响之外，还受到熔融温度、分子量等因素的影响。1.3PA66的机械性能PA66的机械强度随温度的升高和吸水率的增加而降低，络氏硬度约为118，拉伸强度(MPa)60.0-80.0，冲击强度（kJ/m2为60-100，静弯曲强度(MPa)为100-120。PA66具有优良的耐热性，其热变形温度和所承受的载荷关系很大，例如.当载荷为0.45MPa时，其热变形温度高达180C,而当载荷增至1.82MPa时，其热变形温度迅速降至70℃。当载荷一定时，PA6的热变形温度随吸水率的增加而降低。1.4加工方法PA66可采用注射、挤出等多种成型方法加工。加工前必须在80℃真空或鼓风供箱中充分干燥24~48h加工温度比PA6高。在挤出生产中，可采用等距不等深的渐变螺杆，PA66还可采用模压、喷涂、烧结及各种机械加工方法成型。PA66用途与PA基本相同，特别适宜于制作耐磨及高强度制件，并可制作耐化5学药品等使用的瓶、管等。已知PA66的密度约为0.0012g/mm3，体积约为1752.29mm3，质量约为2.11g。2实物三维图二维图为620.0016.0012.00塑件部分参数（单位：mm）壁厚2内径12长度203行腔数目：由于塑件尺寸要求较高，因此可采用一模两腔结构。如图：74分型面位置的确定分型面的形状选择应注意以下几点a、分型面应选在塑件的最大截面处。b、不应现塑件的外观质量。c、有利于浇注系统和排气系统的设置。d、有利于模具的加工特别是行腔的加工。e、有利于塑件的脱模，尽量留在动模一侧。f、有力于保证精度的要求。g、尽量减少塑件在和模平面上的投影面积，减少锁模力。h、便于嵌件的安装。i、长型芯应置于开模方向。根据塑件的结构形式和要求，分型面选在开口部位。第一分型面第二分型面85注射机型号的确定注射机型号主要根据塑件的外形尺寸，质量大小及行腔的数量和排列方式来确定的。在确定模具结构及初步估算外形尺寸的前提下，应对模具所需注射量，注射压力，塑件在分型面上的投影面积，成型时锁模力，模具厚度，拉杆间距，安装固定尺寸以及开模行程等进行计算，这些参数都与注射机的有关性能参数密切相关。因此，必须对这两者之间的有关参数进行校核。并通过校核来进行设计模具与选择注射机型号。a、每个塑件的质量为m1=2.11g系统凝料：m2=2m1=2.532g每次注射量：m=2m1+m2=6.752g注射总体积为：v=7.03cm3b、锁模力计算每个塑件的投影面积A1=∏R2=3.14×82=200.96mm2其中凝料的面积为A2=0.35A1=70.34mm2总面积为A=2A1+2A2=200.96×2+2×70.34=542.6mm2对于型腔的锁模压力一般取20-40MPa,在这里取25MPa,则锁模力为Fm=AP型=542.6×25×10-3=13.565KN因此选择的注射机为SZ-60/40卧式注射机c、注射机有关参数的初步校核聚酰胺66为结晶性材料，注射系数α取0.75额定注射量为G=60cm3≥v/α=9.37cm3额定锁模力为F=400KN＞Fm=13.565KN注射压力的校核：计算的Pe=k’P0=1.3×140=182KN＞180=Pe(理论)不合实际因此再次选择SZ-100/630额定注射量为75cm3＞v/α=9.37cm3Pe(理论)=224KN＞Pe=k’P0=1.3×140=180KN符合。其中k’-注射安全系数。Pe-注射压力。P0-PA66注射所需压力。型腔校核：理论所需型腔为n=m’/q=0.85G/(1.6V塑件)=0.85×75×0.8×0.9/（1.6×1.7529）=16＞2符合。锁模力Fm的校核9Fm=224KN≥KAP型=1.2×13.565=16.278KN符合K-锁模力安全系数6浇注系统的设计浇注系统的作用是将塑件顺利的充满型腔的各处，以便获得外形轮廓清晰，内在质量优良的塑件。因此要求充模快速而有序，热量损失小，排气条件好，浇注系统的凝料易于与塑件分离或切除，且在塑件上浇口痕迹小。根据PA66的性能，为了加大剪切速率，我们采用侧浇口。因为其去除浇口方便，痕迹小。801510.1920.005328.00a、主流道的设计主流道是指连接注射机喷嘴与分流道的塑件熔料通道，是熔体注入模具的最先经过的一段流道。其形状、大小会直接影响道熔体的流动速度和注射时间。根据多选注射机，知喷嘴口直径为5mm主流道小端尺寸：d=注射机喷嘴尺寸+（0.5-1）mm=（5.5-6）mm选取小端尺寸为6mm。大端尺寸=d+